JP4251716B2

JP4251716B2 - 系統連系インバータ

Info

Publication number: JP4251716B2
Application number: JP15254599A
Authority: JP
Inventors: 圭吾鬼塚; 正樹萬里小路; 功森田; 久時崎
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JP2000350466A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電装置などの発電した直流電力を系統電源へ供給する系統連系インバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、太陽光発電装置を商用電力系統に接続（連系）させる系統連系発電装置などの系統連系システムが普及しつつある。このような系統連系システムでは、太陽電池によって発電した直流電力をインバータ装置によって交流電力に変換して系統へ回生させるようにしている。
【０００３】
一方、系統連系システムでは、例えば１周期分の出力電流の目標値が設定されており、この目標値となるデータがＲＯＭテーブルとして記憶されており、このＲＯＭテーブルのデータに基づいてインバータ装置のスイッチング素子を駆動する時のオン時間（オンデューティ）を設定することにより、目標値に応じた電流を出力できるようにしている。
【０００４】
ところで、系統電源や系統電源に接続されている負荷には、トランスが設けられている。このようなトランス、特に系統電源のラインに設けられているトランスでは、交流電力に直流成分が混じることにより異常電流が発生する恐れがある。
【０００５】
しかしながら、直流電力を系統電源の電圧に応じた交流電力に変換すると、系統電源の電圧波形が正規の波形となっていないと直流成分が出力されてしまうことがあり、系統連系システムに対しては、直流成分を最小限に抑えることが要求されている（例えば、直流電流を定格出力電流の１％以下）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、系統電源の電圧波形に関らず直流成分を除去した電力の出力が可能となるインバータ装置を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、１周期内で所定の時間間隔毎に設定されているオン時間の目標値に基づいてスイッチング素子をオン／オフ駆動して、直流電力を系統の電源周波数に基づいた交流電力に変換して系統へ出力する系統連系インバータであって、出力される前記交流電力の電流値を検出する検出手段と、前記検出手段によって所定のサンプリング周期で検出される前記交流電力の１周期分の電流値の瞬時値を積算する積算手段と、前記積算手段によって積算した１周期分の積算値に基づいて前記交流電力に含まれる直流成分を減少させるように前記オン時間の目標値を補正する第１の補正手段と、前記第１の補正手段によって補正された前回の前記オン時間の目標値から目標電流値を演算する演算手段と、前記第１の補正手段によって補正された前記オン時間の目標値を、前記目標電流値と前記検出手段によって検出される電流値の差に基づいて補正して前記スイッチング素子をオン／オフ駆動する前記オン時間を設定する第２の補正手段と、を含む。
【０００８】
この発明によれば、予め設定されて記憶されている所定の時間間隔の目標値に基づいてスイッチング素子のオン時間を設定し、スイッチング素子をオン／オフ駆動することにより、目標値によって定まる電流波形の交流電力を出力する。
【０００９】
このとき、本発明では、検出手段によって検出する出力電力の電流値に基づいて、出力電力中の直流成分が減少するように目標値を補正する。これにより、直流成分を確実に除去し、直流成分をほとんど含まない出力電力が得られる。
【００１０】
第１の補正手段は、前記検出手段によって所定のサンプリング周期で検出した電流値の瞬時値を積算した１周期分の積算値に基づいて前記オン時間の目標値を補正する。
【００１１】
これにより、直流成分を含まない電力は１周期内の出力電流の積算値が「０」となる。したがって、電流の積算値が「０」に近づくように１周期分のオン時間の目標値をシフトすることにより、出力電流の波形を目標値の波形に近づけ、出力電力に含まれる直流成分を減少させることができる。
【００１７】
また、第２の補正手段は、前記所定の時間間隔で検出した電流値と、前記検出手段の検出結果と前記目標値または前記補正された目標値に基づいて演算された電流値とを比較し、この比較結果に基づいてスイッチング素子のオン時間を設定する。
【００１８】
すなわち、第１の補正手段によって補正したオン時間の目標値に基づいた電流値と検出手段によって検出した電流値との差を求め、この差に基づいてスイッチング素子を駆動するオン時間の目標値を補正することにより、出力電流の波形を目標値の波形に近づけ、実質的に直流成分を含まない出力電力を得ることができる。
【００１９】
これにより、本発明では、出力電流に含まれる直流成分を減少させるように目標値の補正を繰り返すことにより、出力電流から徐々に直流成分を除去して、直流成分をほとんど含まない交流電力を出力することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る系統連系インバータの実施の形態を説明する。
【００２１】
図１には、本発明を適用した太陽光発電装置１０の概略構成を示している。太陽光発電装置１０は、それぞれが太陽電池セルを連結して形成されている複数の太陽電池モジュールを接続した太陽電池アレイによって構成されている太陽電池１２と系統連系インバータ（以下「インバータ１４」と言う）とを備えている。なお、図１では、複数のモジュールによって形成されている太陽電池アレイを接続した太陽電池１２を示している。
【００２２】
太陽光発電装置１０は、太陽電池１２の個々の太陽電池セルが太陽光を受光することにより発電した直流電力を、インバータ１４によって商用電力系統（以下「系統電源１６」と言う）に応じた周波数の交流電力に変換する。
【００２３】
太陽光発電装置１０は、例えば図示しない分電盤を介して系統電源１６に接続され、この分電盤を介して、発電電力を系統電源１６へ回生させている。このとき、太陽光発電装置１０は、解列コンダクタ３０、保護継電器５４及び図示しない配線用遮断器を介して系統電源１６のラインに接続され、解列コンダクタ３０ないし保護継電器５４によって系統電源１６からの切り離しが行える。これにより、系統電源１６で発生した異常がインバータ１４に波及しないようにしている。なお、本実施の形態に適用した太陽光発電装置１０は、２００Ｖの交流電力を単相三線１００Ｖ／２００Ｖの系統電源１６のラインへ供給する。
【００２４】
太陽光発電装置１０のインバータ１４は、インバータ回路２０及びインバータ回路２０等を制御するマイクロコンピュータ（以下「マイコン２２」と言う）を備えている。太陽電池１２によって発電された直流電力は、逆流防止用のダイオード２４、保護用の遮断器（ＮＦＢ）２５及びノイズフィルタ２６を介してインバータ回路２０へ供給される。
【００２５】
インバータ回路２０に入力される直流電力は、インバータ回路２０で系統電源１６とほぼ同じ周波数の交流電力に変換されて出力される。インバータ回路２０から出力される交流電力は、フィルタ回路２８及びノイズフィルタ２９を介して系統電源１６のラインへ出力される。すなわち、太陽光発電装置１０は、トランスを介さずにインバータ１４が系統電源１６に接続されるトランスレス方式を用いている。
【００２６】
一方、インバータ回路２０では、直流電力をＰＷＭ理論に基づいてスイッチングして系統電源１６とほぼ同じ周波数の擬似正弦波を出力する。マイコン２２には、インバータ回路２０と共に、太陽電池１２の発電電力の電圧を検出するアイソレーションアンプからなる発電電圧検出部３２、太陽電池の発電電力の直流電流を検出する変流器（ＣＴ）からなる発電電流検出部３４、インバータ回路２０から出力される交流電流（出力電流）を検出する出力電流検出部３８、変圧器（ＰＴ）によって系統電源１６の系統電圧、電圧波形及び周波数を検出する系統電圧検出部４０が接続されている。なお、出力電流検出部３８は、変流器（ＣＴ）と分圧抵抗とで構成され、分圧電圧（電流値）が直接マイコン２２のA／D（アナログ／デジタル）入力ポートへ印加される。マイコン２２は、このＡ／D入力ポートに印加される電圧（電流値）を所定の周期（例えば１／２２０sec）でスキャンし、瞬時値として取り込む。このときのA／D入力ポートのデジタル側は１０bitもあれば良い。
【００２７】
また、インバータ回路２０には、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子４２Ｘa、４２Ｘb、４２Ｙa、４２Ｙb（以下総称するときには、「スイッチング素子４２」と言う）がブリッジ接続されて設けられており、また、スイッチング素子４２のそれぞれに対応してダイオード（フライホイールダイオード）４４が設けられている。
【００２８】
マイコン２２は、発電電圧検出部３２及び発電電流検出部３４によって検出する発電電力と、電圧波形検出部４０によって検出した電圧に基づいて、インバータ回路２０のスイッチング素子４２を駆動するスイッチング信号のデューティ比を制御する。インバータ回路２０のスイッチング素子４２のそれぞれは、マイコン２２から出力されるスイッチング信号に応じてオン／オフ駆動される。
【００２９】
これにより、インバータ回路２０からは、電圧波形検出部４０の検出した電圧のゼロクロスに合わせて電圧及び位相が系統電源１６と一致した交流電力が出力されるようにしている。また、スイッチング素子４２のオン／オフによってインバータ回路２０から出力される交流電力の電圧波形はノコギリ波状となっており、フィルタ回路２８が、このインバータ回路２０の出力電力から高調波成分を除去して、所定の波形の交流電力を出力する。
【００３０】
なお、インバータ回路２０とノイズフィルタ２６の間に昇圧回路を設け、太陽電池１２の発電電力を昇発回路によって系統電圧に応じた所定の電圧の直流電力に昇圧した後に、インバータ回路２０に入力するようにしても良い。
【００３１】
図２に示されるように、マイコン２２には、ＰＷＭ理論に基づく正弦波信号を得るためのスイッチング信号を生成する信号生成部５０が設けられている。なお、図２では、信号生成部５０の機能ブロック図を示している。
【００３２】
信号生成部５０は、予め設定している電流波形を生成するためのデータ（オン／オフ信号のパターン）を記憶するＲＯＭ５２（以下記憶されているデータを「ＲＯＭデータ」とする）と、ＲＯＭ５２からＲＯＭデータを読み出し、このＲＯＭデータに基づいてスイッチング信号を生成するコントロール部５６及び、コントロール部５６から出力されるスイッチング信号に基づいてスイッチング素子４２を駆動する駆動部５８を備えている。なお、インバータ１４では、スイッチング素子４２を１０kHz〜１５kHzのスイッチング信号によって駆動するようにしている。
【００３３】
コントロール部５６は、系統電源１６の周波数ｆs（例えば系統電源１６の電源周波数が５０Hzのときにはｆs＝５０Hz）に対する位相及び系統電源１６の電源電圧に合わせた交流電力を出力する。このとき、コントロール部５６では、ＲＯＭ５２に記憶されているＲＯＭデータに基づいてスイッチング素子４２をオンする時間（オンデューティ）を設定している。
【００３４】
このスイッチング信号は、スイッチング信号Ｘａとして出力されるとともに、このスイッチング信号Ｘａに対して位相を１８０°ずらしたスイッチング信号Ｙａとして出力される。また、スイッチング信号Ｘa、Ｙaのそれぞれは、インバータ６４へ入力され、スイッチング信号Ｘa、Ｙaを反転したスイッチング信号Ｘb、Ｙbを出力する。駆動部５８は、このスイッチング信号Ｘa、Ｘb、Ｙa、Ｙbによってスイッチング素子４２Ｘa、４２Ｘb、４２Ｙa、４２Ｙbをスイッチング（オン／オフ）する。これにより、インバータ１４では、系統電源１６の周波数及び電圧に応じた電力を出力する。
【００３５】
一方、解列コンタクタ３０は、マイコン２２に接続されており、マイコン２２は、この解列コンタクタ３０によって太陽光発電装置１０と系統電源１６の接続及び切り離しを行なうようになっている。例えば、マイコン２２は、太陽電池１２による発電電力が少ないか発電しておらず、インバータ１４の作動が停止しているときには、太陽光発電装置１０と系統電源１６とを切り離し、また、インバータ１４が作動を開始する直前に、太陽光発電装置１０と系統電源１６を接続する。
【００３６】
また、マイコン２２は、系統電源１６の電圧上昇、電圧低下、周波数上昇、周波数低下を検出すると、解列コンダクタ３０ないし保護継電器５４を操作してインバータ１４と系統電源１６を切り離して系統連系保護を行うようになっている。なお、電圧上昇、電圧低下、周波数上昇、周波数低下に対しては、予め整定値が設定されており、系統電源１６の電圧ないし周波数がこの整定値に達すると、系統連系保護を行う。
【００３７】
なお、太陽光発電装置１０の構成及び制御は、従来公知の構成及び制御方法を適用でき、本実施の形態では詳細な説明を省略する。
【００３８】
ところで、コントロール部５６のＲＯＭ５２には、例えば正弦波などの予め設定している電流波形を生成するときのスイッチング信号のオン時間（オンデューティ）の目標値がＲＯＭデータとして記憶されており、このＲＯＭデータが位相に基づいて読み出される。インバータ１４では、このＲＯＭデータに基づいたオンデューティのスイッチング信号によってスイッチング素子４２が駆動されることにより、ＲＯＭデータに基づいた所定の電流及び電流波形の電力を出力する。このＲＯＭデータは、例えば正弦波などのように直流成分を含まない予め規定された電流波形に基づいて設定されている。
【００３９】
一方、コントロール部５６には、系統電圧検出部４０によって系統電圧が入力されると共に、出力電流検出部３８から出力電流が入力されるようになっている。コントロール部５６は、スイッチング信号を生成するときに、この出力電流に基づいてＲＯＭデータを補正し、出力電流が系統電源の影響を受けて直流成分を含んだ電力を出力するのを防止するようにしている。
【００４０】
すなわち、コントロール部５６には、出力電流積算部６０及び補正部６２が設けられている。出力電流積算部６０では、出力電流検出部３８によって検出する出力電流Ｉoを所定のサンプリングタイムで読み込んで、１周期分の出力電流の積算値Ｉｗを積算し、出力電流に直流成分が含まれているか否かを判断する。
【００４１】
補正部６２は、この出力電流積算部６０で直流成分が含まれていると判断されると、積算値Ｉｗに基づいて出力電流から直流成分を除去するようにＲＯＭデータをシフトして補正する。
【００４２】
例えば、出力電流積算部６０で積算された電源周波数の１周期分の積算値Ｉｗが、「０（Ｉｗ＝０）」となっていれば、出力電流に直流成分が含まれていないと判断するが、積算値Ｉｗが正の値（Ｉｗ＞０）となっているときには、出力電流に正の直流成分が含まれていると判断し、ＲＯＭ５２から読み出したＲＯＭデータを、正の電流成分が減少する方向へシフト（正側の電流値が低くなる方向）するように補正する。また、積算値Ｉｗが負の値（Ｉｗ＜０）となっているときには、出力電流に負の直流成分が含まれていると判断し、ＲＯＭ５２から読み出したＲＯＭデータを、負の電流成分が減少する方向（正側の電流値が高くなる方向）へシフトするように補正する。
【００４３】
一方、コントロール部５６には、電流差演算部６６が設けられている。この電流差演算部６６では、ＲＯＭデータまたは積算値Ｉｗに基づいて補正したＲＯＭデータ（以下データＤsとする）からインバータ１４の目標出力電流値Ｉa、すなわち、データＤｓに基づいてスイッチング素子４２を駆動することにより出力される電流値を演算すると共に、演算した目標出力電流値Ｉａと、出力電流検出部３８で検出した実際の出力電流値Ｉｓを比較する。
【００４４】
コントロール部５６の補正部６２では、この比較結果に基づいて、次のスイッチング信号を生成する時のＤｓをさらに補正する。すなわち、目標出力電流値Ｉａと出力電流値Ｉｓの差がほとんどなければ（Ｉａ−Ｉｓ＝０）、インバータ１４からの出力電流に直流成分が含まれていないと判断するが、目標出力電流値Ｉaと出力電流値Ｉｓに差が生じているときには、インバータ１４からの出力電流に直流成分が含まれていると判断し、電流差に基づいてスイッチング信号を生成するときのデータＤsを補正する。
【００４５】
すなわち、出力電流値Ｉｓよりも目標出力電流Ｉａが高い時には、出力電流に正の直流成分が含まれていると判断し、次のスイッチング時の出力電流値が小さくなるようにデータＤsを補正し、この補正したデータに基づいてスイッチング信号を生成する。また、出力電流値Ｉｓよりも目標出力電流値Ｉａが低いときには、出力電流に負の直流成分が含まれていると判断し、次のスイッチング信号の電流値がインバータ１４の出力電流値が高くなるようにデータＤsを補正し、この補正したデータに基づいてスイッチング信号を生成する。
【００４６】
これにより、コントロール部５６では、インバータ１４の出力電力に含まれる直流成分を減少させ、直流成分をほとんど含まない電力を系統電源１６へ出力するようにしている。
【００４７】
以下に、本実施の形態の作用として、インバータ１４の出力電力からの直流成分の除去を説明する。なお、ＲＯＭ５２には、１周期分のＲＯＭデータとして例えば７２０個のデータを記憶しており、また、コントロール部５６では、スイッチング信号の周期に合わせた間隔でＲＯＭデータを読み込む。例えば、スイッチング信号の周期を１１kHzとしてあるときに、電源周波数５０Hz（ｆｓ＝５０Hz）で、１周期について２２０個のデータを読み出してスイッチング信号を生成する。
【００４８】
図３に示されるフローチャートでは、最初のステップ１００でＲＯＭデータの補正値を設定する。図４には、ＲＯＭデータの補正値設定処理の概略を示している。
【００４９】
このフローチャートでは、最初のステップ１２０で積算値Ｉｗをリセットすると、次のステップ１２２では、所定のサンプリング間隔で出力電流検出部３８で検出される出力電流の瞬時値（電流値Ｉｓ）を読み込み、ステップ１２４で、この瞬時値を有符号で積算する。また、ステップ１２６では、電源周波数ｆｓの１周期分の積算が完了したかを確認する。
【００５０】
これにより、電源周波数ｆｓの１周期分の電流値の積算が終了（ステップ１２６で肯定判定）すると、ステップ１２８へ移行し、積算値Ｉｗが「０」か否かを確認し、積算値ＩｗがＩｗ＝０であるときには、ステップ１２８で肯定判定してステップ１３０へ移行し、補正なしと設定する。
【００５１】
これに対して、積算値Ｉｗが「０」でないとき（ステップ１２６で否定判定）には、ステップ１３２へ移行して、積算値Ｉｗが正か負かを確認し、積算値Ｉｗが正のとき（Ｉｗ＞０、ステップ１３２で肯定判定）には、ステップ１３４へ移行して、ＲＯＭデータを下げる方向に補正するように設定する。
【００５２】
また、積算値Ｉｗが負であるとき（Ｉｗ＜０、ステップ１３２で否定判定）には、ステップ１３６へ移行してＲＯＭデータを上げる方向へ補正するように設定する。なお、ＲＯＭデータの補正量は、積算値Ｉｗの絶対値に基づいてシフトするように設定しても良く、予め設定している補正量分だけシフトするように設定しても良い。
【００５３】
図３に示されるフローチャートでは、このようにして設定されている補正値を読み込む。この後、ステップ１０２からステップ１１６は、スイッチング信号の出力間隔、すなわちスイッチング周期に基づいて実行され、これにより、スイッチング周期でスイッチング素子４２が駆動される。
【００５４】
このために、ステップ１０２では、前回のスイッチング信号を生成するときの補正前のＲＯＭデータ読み込み、この補正されていないＲＯＭデータから目標電流値Ｉａを演算する（ステップ１０４）。また、ステップ１０６では、前回のＲＯＭデータにもとづいて生成したスイッチング信号によってインバータ１４から出力された出力電流値Ｉｓを出力電流検出部３８から読み込み、ステップ１０８では、目標電流値Ｉａと出力電流値Ｉｓの差を算出する。
【００５５】
一方、ステップ１１０では、ＲＯＭ５２から次のスイッチング信号のＲＯＭデータを読み出し、ステップ１１２で、このＲＯＭデータを積算値Ｉｗに基づいて補正し、データＤｓを生成する。
【００５６】
次のステップ１１４では、このデータＤｓをステップ１０４で演算した目標電流値Ｉａと出力電流値Ｉｓの差に基づいて補正する。
【００５７】
次のステップ１１６では、このように補正したデータに基づいてスイッチング信号を生成し、スイッチング素子４２を駆動する。また、ステップ１１８では、電源周波数ｆｓの１周期分の処理が終了したか否かを確認し、１周期分のスイッチング素子の駆動を終了し、ステップ１１８で肯定判定されると、ステップ１００で移行して、次の周期に対する補正値の設定を行う。
【００５８】
すなわち、電源周波数ｆｓの１周期毎に設定した補正に加えて、スイッチング信号を生成する毎にＲＯＭデータの補正を行い、スイッチング信号を生成する毎のオンデューティの変化を抑えながら、出力電流の直流成分を迅速に除去するようにしている。
【００５９】
このようにして、スイッチング信号を出力することにより、例えば、図５（Ａ）に示されるように、負の直流成分を含むことにより出力電流が実線で示すように、全体的に負側にシフトしているときには、二点鎖線で示す出力電流の目標値であるＲＯＭデータを、破線で示すように正側にシフトするように補正する。
【００６０】
また、図５（Ｂ）に示すように、正の直流成分が含まれることにより出力電流が正側にシフトしているときには、出力電流が負側にシフトするようにＲＯＭデータを補正する。
【００６１】
これにより、出力電流は、直流成分が含まれていないＲＯＭデータの目標値に近づけられる。すなわち、出力電流の直流成分が減少される。
【００６２】
また、スイッチング周期毎にスイッチング信号を生成するときには、前回のスイッチング信号を生成する時のＲＯＭデータによる目標電流値Ｉａと、実際の出力電流値Ｉｓの比較を行い、この比較結果に基づいて次のスイッチング信号を補正する。例えば、前回の目標電流値Ｉａに対して出力電流値Ｉｓが小さければ、出力電流に負の直流成分が含まれると判断し、次のスイッチング時には、この負の直流成分を抑え、出力電流値Ｉｓを目標電流値Ｉａに近づけるようにする。また、前回の目標電流値Ｉａに対して出力電流値Ｉｓが大きければ、出力電流に正の直流成分が含まれると判断し、次のスイッチング時には、この正の直流成分を抑え、出力電流値Ｉｓが目標電流値Ｉａに近づけるようにする。
【００６３】
これにより、出力電流を、直流成分を含んでいないＲＯＭデータに基づいた電流値に近づけることができ、より一層の直流成分の除去と出力電流の波形成形が可能となる。
【００６４】
このように、インバータ１４では、出力電流検出部３８によってインバータ１４から出力される電流値を正確に検出することにより、出力電流に直流成分が含まれているか否かを適切に判定することができ、この判定結果及び検出した出力電流値に基づいてスイッチング信号を生成することにより、直流成分を含まない適正な出力電力が得られるようにすることができる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、インバータ１４の出力電力に直流成分が含まれているか否かを出力電流の積算値に基づいて判断し、この判断結果に基づいて出力電力から直流成分を除去するようにＲＯＭデータを補正したが、直流成分の有無の判断及びＲＯＭデータの補正は、これに限るものではない。
【００６６】
出力電力の電流波形に大きな変形がなく予め規定している正弦波などのように正の半サイクルと負の半サイクルが相似している波形に近い時には、出力電流の正側の最大値と負側の最大値に基づいて直流成分が含まれているかを判断し、直流成分が含まれていると判断できるときには、この最大値の差に基づいてＲＯＭデータを補正するようにしても良い。
【００６７】
すなわち、図６に示されるように、出力電流積算部６０に換えて、最大値検出部７０を設けても良い。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、最大値検出部７０は、正側の半サイクルの最大値Ｉ_+MAXと、負側の半サイクルの最大値Ｉ_-MAXを検出し、この差が略同じになるようにＲＯＭデータの目標電流値をシフトし、スイッチング信号を生成することにより、出力電流が目標電流に近づくようにし、出力電流から直流成分を除去する。
【００６８】
また、図８に示されるように、出力電力積算部６０に換えて時間計測部７２を設けても良い。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示されるように、時間計測部７２は、正側の半サイクルの時間Ｔ₁と、負側の半サイクルの時間Ｔ₂を計測し、この計測結果に基づいて時間Ｔ₁と時間Ｔ₂が等しくなるようにＲＯＭデータを補正して、スイッチング信号を生成することにより、出力電流を目標電流に近づけて、出力電流から直流成分を除去する。
【００６９】
なお、以上説明した本実施の形態では、太陽電池１２によって発電した直流電力を系統電源１６に応じた交流電力に変換するインバータ１４を備えた太陽電池発電装置１０を用いて説明したが、本発明では、直流電力を交流電力に変換する種々の構成の系統連系発電装置に適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、出力電流の電流値を検出し、この検出結果に基づいてスイッチング素子のオン時間の目標値を補正することにより、出力電力から直流成分を除去して、系統電源に応じた適正な交流電力を出力することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に適用した太陽光発電装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】スイッチング信号生成部の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】スイッチング信号の生成の概略を示す流れ図である。
【図４】出力電流値の積算及び積算結果に基づいた直流成分の有無の判定を示す流れ図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、出力電流、目標値及び出力電流の積算値に基づいて補正した目標値による電流波形の概略を示す線図であり、（Ａ）は出力電流に負の直流成分を含む例を示し、（Ｂ）は出力電流に正の直流成分を含む例を示している。
【図６】出力電流の最大値に基づいて目標値を補正する例を示すスイッチング信号生成部の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、出力電流、目標値及び出力電流の最大値に基づいて補正した目標値による電流波形の概略を示す線図であり、（Ａ）は出力電流に負の直流成分を含む例を示し、（Ｂ）は出力電流に正の直流成分を含む例を示している。
【図８】出力電流の正側の半サイクルの時間と負側の半サイクルの時間との差に基づいて目標値を補正する例を示すスイッチング信号生成部の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、出力電流、目標値及び出力電流の正側の半サイクルの時間と負側の半サイクルの時間との差に基づいて補正した目標値による電流波形の概略を示す線図であり、（Ａ）は出力電流に負の直流成分を含む例を示し、（Ｂ）は出力電流に正の直流成分を含む例を示している。
【符号の説明】
１０太陽光発電装置
１２太陽電池
１４インバータ（系統連系インバータ）
１６系統電源
２０インバータ回路
２２マイコン
３８出力電流検出部
４２スイッチング素子
５０スイッチング信号生成部
５２ＲＯＭ
５６コントロール部
６０出力電流積算部
６２補正部
６６電流差演算部
７０最大値検出部
７２時間計測部

Claims

１周期内で所定の時間間隔毎に設定されているオン時間の目標値に基づいてスイッチング素子をオン／オフ駆動して、直流電力を系統の電源周波数に基づいた交流電力に変換して系統へ出力する系統連系インバータであって、
出力される前記交流電力の電流値を検出する検出手段と、
前記検出手段によって所定のサンプリング周期で検出される前記交流電力の１周期分の電流値の瞬時値を積算する積算手段と、
前記積算手段によって積算した１周期分の積算値に基づいて前記交流電力に含まれる直流成分を減少させるように前記オン時間の目標値を補正する第１の補正手段と、
前記第１の補正手段によって補正された前回の前記オン時間の目標値から目標電流値を演算する演算手段と、
前記第１の補正手段によって補正された前記オン時間の目標値を、前記目標電流値と前記検出手段によって検出される電流値の差に基づいて補正して前記スイッチング素子をオン／オフ駆動する前記オン時間を設定する第２の補正手段と、
を含む系統連系インバータ。